세계 최초로 남극 식물에서 저온적응 핵심유전자 분리 성공
남극좀새풀 유전자 도입 시 일반 벼보다 냉해에 5배 강해져
남극좀새풀 유전자 도입 시 일반 벼보다 냉해에 5배 강해져
해양수산부(장관 유기준)는 남극 식물(남극좀새풀 : Deschampsia antarctica)에 대한 연구결과 저온적응 핵심유전자(DaCBF7) 분리에 성공했다고 밝혔다. 해당 유전자를 일반 벼에 도입하여 내냉성 실험을 진행한 결과 냉해에 5배 강한 것으로 확인되었다.
이 같은 내냉성 벼에 관한 연구는 극지연구소 이형석 박사팀과 연세대학교 김우택 교수팀이 2011년부터 5년간 ｢남극 고유생물의 저온적응 기작 규명과 활용가치 발굴｣ 연구를 통하여 이룬 성과로서 전문 학술지인 ‘Plant Science’* 홈페이지에 게재되었다. Plant Science : 생리학, 유전학 분야를 비롯한 식물학 전반을 다루는 전문학술지로, SCI에 등재된 200개의 식물학 분야 학술지 중 상위 9.5%(피인용지수 4.114)에 랭크
남극은 한여름에도 얼음이 녹지 않는 낮은 기온, 극야와 백야, 높은 자외선 수치 등으로 식물이 살기에는 매우 척박한 지역이다. 이곳에서 꽃이 피는 식물(현화식물)은 남극좀새풀과 남극개미자리 등 단 2종만이 분포하고 있으며, 이들의 개체 수는 최근 지구 온난화가 진행되면서 꾸준히 증가하고 있다. 남극좀새풀의 주요 서식지인 남극 바톤반도는 여름철 평균기온이 0℃ ~ 4℃ 사이를 오르내리면서 초속 10m 내외의 바람을 동반하기 때문에 생물이 체감하는 온도는 훨씬 낮다.
남극좀새풀은 최적 생육온도가 13℃이지만 0℃에서도 30%의 광합성능력을 유지할 수 있을 정도로 저온에서의 적응력이 매우 높고, 결빙방지단백질 유전자(세포손상 방지 효과)를 가지고 있다. 이번 연구를 통해 식물의 냉해 스트레스를 막을 수 있는 유전자원(DaCBF7)을 발견한 것이다. 벼과에 속하는 남극좀새풀의 DaCBF7 유전자를 벼에 도입할 경우, 일반 벼에 비해 저온에서 생존능력이 현저히 향상된다. 특히, 이 유전자를 도입하더라도 벼의 생육에는 아무런 영향이 없어 향후 벼 냉해 예방을 위한 유전자원 연구에 새로운 전기를 마련해 줄 것으로 기대된다. * DaCBF7 유전자 : 저온에서도 냉해를 입지 않도록 식물체에 다양한 생리적 변화를 일으키는 핵심 유전자
극지연구소 이형석 박사는 “이번 연구 성과를 통하여 극지 식물의 유전자원을 활용하여 냉해 피해를 입기 쉬운 농작물의 생산성 향상에 기여할 수 있는 잠재적 가치를 확인했다.”고 밝혔다.
